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Bioprocess Engineering Lab.

Various BioProductsVarious BioProducts

SeungWook KimLaboratory of Bioprocess Engineering

Department of Chemical and Biological EngineeringKorea University

Reference : 바이오산업의 미래상 (LG 경제연구원)


바이오산업의 발전 과정

생물 기술

생물체 이용 바탕발효육종

미생물 이용 정화

유전자 재조합 기술

유전공학 바탕유전자공학, 세포융합

세포배양바이오리액터

생물정보학 / 지노믹스

유전자 정보 바탕유전자 염기서열 분석

바이오칩단백질 기능 분석

2000 199019801970

1953DNA 구조

규명

1982재조합 인슐린

FDA 승인

재조합 바이오의약품 상업화

유전자조작 농산물 보급

1990 ~ 2005인간지놈프로젝트

각종 질환 치료 혁신(암, 치매, 바이러스

감염, 자가면역 질환 등)

유전자치료 상용화

신기능 식품 공급

생산공정 혁신 등


바이오 산업의 범위

DNA 감식을 이용한 친자 확인, 인류학 연구, 야생생물 관리, 재조합 생물의 품질관리 및

안전선 모니터링 등기 타

수중생물 배양, 해양식품 안전성 검증, 환경 정화, 어류백신, 해양생물 호르몬 조절제,바이오필름, 부식 방지 재료, 각종 신소재 등

해양 관련

효소(화학용, 전분용 및 식품가공용, 세재용, 종이-펄프용 등), 생분해성 물질, 대체에너지

(Bioethanol, Biodiesel), 화석연료의 탈황, 미생물 침출(Microbial Leaching) 등산업 관련

생물학적 정화(Bio remediation), 환경정화용 미생물제 및 공정, 폐기가스의 탈황·탈취제,

응집제, 환경모니터링 관련 바이오센서 등환경 관련

유전자조작 농산물(제초제 내성 혹은 병충해 내성 보유), 형질전환 동물, 미생물 농약,식물공장, 사료첨가제 등

농업 관련

바이오의약품(재조합호르몬, 혈액관련제제, 항암제, 항생제, 성장인자류, 면역조절계,신경전달물질, 동물의약품), 백신, 진단시약, 유전자 치료 등

의약/의료

자료 : 미국바이오산업협회(http://www.bio.org), 산업연구원 자료 재구성


세계 바이오산업 시장 규모 전망

481

955

1920

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2000년 2005년 2010년

억달러


17539

2826

22191919

13111197533

29

암 관련 증상

감염 질환

신경계 질환

심장 질환

호흡기 질환

AIDS/HIV 관련 질환

자가면역 질환

피부 질환

조직 및 장기 이식 관련

소화기 질환

유전 질환

혈액 관련 질환

당뇨병 관련 증상

불임

안과 질환

성장 지체

기타

자료 : 미국 의약품 연구 및 제조협회 (PhRMA)주 : 몇몇 의약품은 여러 치료 영역에 동시에 포함되어 있음.

개발중에 있는 치료 영역별 바이오의약품의 수


자료 : Arthur D. Little, IMS Pharma Strategy Group

세계 의약품 수요 전망

260330

400

20

50

120

0

100

200

300

400

500

600

1995년 2000년 2005년

바이오의약품

합성의약품

10억 달러


농업관련 바이오산업의 변화


자료 : Consulting Resources(1997), ISAAA Briefs No.12(1999),Ernst & Young 각호 등의 자료를 종합하여 예측

0.75 2.35 6.716

22 25

47

105

0

20

40

60

80

100

120

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2005 2010

유전자조작 작물의 세계 시장 동향 및 전망

억 달러


산업관련 바이오산업의 범위

고온에 강한 미생물을 이용, 구리, 아연, 코발트를 걸러내어 유해가스나 부산물 감소, 효소를 이용하여 알칼리 환경에서 기름을 제거하는 공정 처리를 하여 적은 부산물 발생

생물여과생물학적

정화

석유로부터 만드는 폴리머를 생물학적 폴리머로 대체

폴리에스터와 비슷한 성질의 면화 개발

생분해성 폴리머의 공급원료인 PHB(Polyhydroxy-butyrate)를식물과 미생물을 이용하여 생산

갑각동물 유래 접착제 개발

거미줄등의 천연단백질폴리머를 유전자조작 미생물 발효를 통해 생산

생분해성 물질생물소재

바이오디젤, 바이오에탄올(바이오매스로부터 샌산한 연료),화석연료 중 황 제거 등

대체에너지 및

청정에너지에너지

리그닌(Lignin) 분해 곰팡이를 이용, 섬유질의 물리적 성질을 향상효소 및 미생물펄프/종이

섬유의 강도, 주름, 수축 등의 물리적 성질 개선, 염색능력 향상유전자조작

효소섬유

화학 합성공정을 생물공정으로 대체효소화학

전분을 포도당과 과당으로 전환

옥수수에서 과당시럽이나 말토스시럽 생산, 곡물로부터 에탄올 생산효소

식품 및

전분가공

세제첨가용 효소 생산 (단백질 분해 효소, 지질 분해 효소 등)효소세제

응 용 내 용관련 기술분야


산업용 효소의 개요


해양관련 바이오산업의 범위

생물활성물질 개발과 산업공정에의 응용생물재료 및 생물공정

부식 방지 물질의 개발바이오필름

수중환경에서의 분해 및 생물학적 정화환경개선 및 정화

식품 저장성 증대, 오염된 해산물의 효과적 검출해양식품 안전성 확보

미세조류와 미생물배양을 통한 의약품, 식품, 사료

첨가물, 지질 등 생산수중생물 배양

응 용 내 용세부 분야

자료 : 미국바이오산업협회(http://www.bio.org) 자료 재구성


해양관련 주요 바이오테크 기업 현황

천연 항산화제(Astaxanthin) 2000년 출시

미세조류를 이용한 신약 개발중

광생물 반응기 (AGM, Aquasearch Growth Module) 기술 보유

미세조류aguasearch

DHA(뇌를 이루는 불포화지방산 중의 하나) 생산

각종 의약용 단백질 표지 물질과 형광물질 개발미세조류

MartekBiosciences

천연 항산화제(Astaxanthin, 영양보조제나

동물사료 첨가제로 사용) 생산

면역학적 진단시장의 형광물질(Phycobiliproteins) 생산

효소기능을 보유한 항체(Aldolase catalytic antibody)와 모기약을 개발, 상품화 예정

미세조류Cyanotech

주 요 활 동이 용 생 물기 업


해양 바이오산업 관련 개발 제품

다양한 항암 및 소염물질 (임상실험 중)열에 안정적인 산업용 및 의학용 효소

생물공학기기용 물질

방수접착제

생장호르몬 유전자 조작 어패류

석유분해 박테리아

공업용 폐수 정화용 미생물

중금속을 흡수 농축하는 해조류 등

파단(살충제)연어에서 개발된 호르몬제

칼슘제제

히드록시애파타이트(산호에서 개발되어

인공뼈로 사용)키토산(게, 새우 껍질에서 생산되는 건강

보조식품)잡종줄무늬 농어, 신품종 육종 연어

세팔로스포린계 항생제

한천/식용해초 관련 제품

화장품에 쓰이는 소염물질

발광유전자를 이용한 환경모니터링용

진단키트 등

개발중인 제품개발된 제품


국내 바이오산업 시장 전망


국내 기업들의 바이오산업 분야 제품생산 현황(1)

면역제제의약중외제약

에이즈진단시약

의약녹십자

알파인터페론의약제일제당간염진단시약

에리스로포이에틴

항생제의약종근당간암진단시약

효소, 시약류화학간염진단시약

감미제식품인슐린

아미노산알파인터페론

에리스로포이에틴인간성장호르몬

항생제기능성 식품식품고합

소염제

의약

제철화학

동물의약품농업

콜로니자극인자류콜로니자극인자류

항생제의약제일약품

에리스로포이에틴

소염제의약수두백신

감미제B형 간염백신

바이오폴리머식품

유한양행

감마 인터페론

효소, 시약류알파인터페론

B형 간염백신화학삼양제넥스

인간성장호르몬

의약LG화학

제품종류구분판매회사제품종류구분판매회사


국내 기업들의 바이오산업 분야 제품생산 현황(2)

항생제간염진단시약

항암제의약보령제약사료, 동물제제농업

B형 간염 백신감미제식품

항암제의약보령제약

효소, 시약류화학

두산

콜로니자극인자류의약제일약품에이즈진단시약

소염제의약유한양행

콜로니자극인자류

감미제식품에리스로포이에틴

바이오폴리머항생제


삼양제넥스

인플루엔자 백신

미생물처리제환경효성알파인터페론

면역제제의약한미약품인간성장호르몬

의약동아제약

생물공정기기류생물공정B형 간염백신의약동신제약

감미제식품사료, 동물제제농업대한제약

미생물 처리제환경인슐린의약대웅제약

바이오화장품감미제식품


한국발효기

아미노산화학

소염제혈액제제

콜로니자극인자류의약태평양

소염제의약

대상


국내 주요 바이오벤처 기업 현황(1)

에이즈 치료제, 항암제 개발원료의약품 중간체의약1998씨트리

뇌졸증 치료제 및 인공혈액,항암활성제 개발

항암활성제 개발의약1997선바이오

고급유산균 양산기술을 개발

천연송이 버섯균사체의 인공

배양기술도 개발

유산균 제제식품1994셀바이오텍

유전자 염기서열 결정키트 개발

DNA 칩 제작기계 개발유전자 합성 소재기기1992바이오니아

유전자요법 개발의약1996바이로메디카페시핏

항체 및 진단시약화학1999바디텍

다발성 유전병 진단키트유전병 진단의약2000마이 DNA

DNA칩 개발 및 유전자정보를이용한 질병치료 기술

형질전환 생쥐의약1997마크로젠

미생물 처리제환경1988대한메디컬시스템

유산균 제제식품1994대조바이오텍

뇌질환의 근본적인 원인규명을통한 치료제 개발

알츠하이머병의약1998뉴로텍

미생물 이용 천연농약 개발미생물 제제농업1997그린바이오텍

특이사항주요제품사업분야설립연도업체명



변형유전자 조각(Modified Oligonucletides)을 이용, 신약과 신기술 개발

신규 항암제 개발의약1997진젠

산업화를 위한 관련 산업정보 제공해외 기술이전 서비스 전문회사

바이러스 연구의약1995젠트롤

합성유전자, 유전질환 관련 키트 DNA칩용probe 고정화 및 Bioseneor 기술 개발

합성 유전자공정1997제노텍

기능유전자 및 유전자산물 개발신기능 유전자의약2000제넥셀

당뇨병 조기진단 Kit알코올 대사 유전자형 Kit

당뇨병 조기 진단 키트의약1999제네피아

미생물 제제 개발 및 관련기업과의 전략적

제휴통한 기술개발 및 시장확대 추진미생물 제제농업1996인바이오넷

바이오센서환경1999이원바이오텍

콜레스테롤이 없는 우유, 유제품 및 식용유저콜레스테롤 물질식품1997유진사이언스

고품질 화훼종묘 생산, 조직배양 기술을 활용, 양란 및 동양란의 우량종묘 등 대량 생산

조직배양기술농업1993오윤바이오텍

수정란 이식 기술농업1996엠바이오텍

토양 오염 진단과 복원 인터넷 환경상품 거래소(ecobuysell) 구축 예정

환경오염 진단환경1998에코솔루션

유전자 분석을 위한 표피세포,DNA 추출 기술

유전자 감식의약1997아이디진



자동차, 보일러 등에 두루 사용할 수

있는 미생물 방식의 연료첨가제를

개발 판매

미생물 연료화학1995한국테크노바이오

고분자소재 계측기의료기기1997피엔엠

단백질 관련 세포주화학1999프로젠

펩타이드 공학과 초고속 효능 평가,조합화학 등의 첨단기술을 기반으로

신기능 신소재 개발

펩타이드 물질의약1997펩트론

생물공학기술을 이용한 전문 항암

치료제 개발, 차세대 항암제 개발업체택솔 생산의약1997택슨바이오텍

백신의약1998크레아젠


의약관련 바이오산업의 기술예측

맞춤 예방 및 치료 의약품 상용화

유전자 치료 상용화 : 배아세포 단계의 유전자 치료 가능

대부분의 암 정복, 치매를 예측하고 이를 예방할 수 있는 의약품 개발

노화방지 의약품 개발

지능, 기억력 향상시키는 의약품 개발, 인공생명 연구

2040년까지

다양한 유전형질에 따른 신약 개발

Life-cycle 의약품 상용화 : 대머리 치료 샴푸 등

류마치스 관절염 등의 자가면역 질환 치료 혁신

지놈 수준의 가족계통학 서비스 제공

애완동물과 가축의 개념 변화 : 형광고양이, 인간 젖을 만드는 소 등

2020년까지

진단용 DNA 칩의 상용화, 심혈관 질환 치료 혁신,유전자 치료 보급, 암치료 혁신,태아의 유전병을 미리 진단, 예방 가능,Web상 건강진단 서비스 제공,의약품의 기능을 가진 식품(Neutraceutical) 보급 :항산화제, 비타민A 가미,신기능 보급식품 : 비타민E, 철분 보강

2010년까지

내 용시 기


유전자조작 의약품

암 치료제, 알레르기 치료제유전자조작 의약품

암 치료제

알레르기 치료제

골다공증 치료제, AIDS 치료제

진단시약, 바이오센서

유전자 조작 농산물

유전자조작 기능성식품, 치매치료제

골다공증 치료제

AIDS 치료제

진단시약, 바이오센서

분자모델링 통한 단백질 (효소)유전자 치료, 생분해성 플라스틱

유전자조작 기능성 식품

바이오리액터

바이오센서, 유전자조작 의약품

연평균 10% 이상

성장 예상 분야

유전자 조작 농산물,유전자조작 기능성식품

치매치료제, 유전자 치료

100억 달러 이상

생분해성 플라스틱, 바이오리액터

분자모델링을 통한 단백질(효소)인공장기 및 조직

10억 달러 이상

2010년2000년세계 시장 규모

바이오산업 관련 유망 시장


국내 바이오산업 유망분야

DNA/단백질 기능기 이용 반도체

기억소자

해양 생물 유래 신소재

가축 혹은 애완동물에 대한 의약 및 진단해양 및 기타

화석연료를 대체할 수 있는 바이오 청정

에너지

인공조직/장기

효소나 기타 생물학적 매개물에 의한

가공공정

생분해성 플라스틱

산업

환경친화적 생물공정환경모니터링용 바이오센서

생물학적 정화용 미생물환경

백신, 의약, 특정 영양분 강화 유전자 조작

농산물 및 기능성 식품

화학물질 생산 유전자조작 농산물

생산성 증대 유전자 조작 농산물농업

암치료제, 유전자 치료

노인성 질환 (퇴행성 질환, 자가면역 질환

등) 치료제

진단용 바이오칩 및 진단시약

내성 적고 적용대상이 넓은 항생제,항감염제, 항바이러스제, 암치료 보조제

의약/의료

2005 ~ 2010년2000 ~ 2005년

유 망 분 야

구 분

reference : 바이오산업의미래상 (lg 경제연구원 - cheric · 2004-06-11 ·...

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